天线封装和图像显示装置的制作方法

天线封装和图像显示装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年11月18日向韩国知识产权局(kipo)提交的韩国专利申请第10-2020-0154537号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本实用新型涉及一种天线封装和一种图像显示装置。更特别地，本实用新型涉及一种包括天线装置和电路板的天线封装以及一种包括该天线封装的图像显示装置。


背景技术：

4.随着信息技术的发展，诸如wi-fi、蓝牙等的无线通信技术与诸如智能电话形式的图像显示装置结合。在这种情况下，天线可以与图像显示装置结合来提供通信功能。
5.根据移动通信技术的发展，在显示装置中需要一种能够实现例如高频段或超高频段通信的天线。
6.用于电力馈送和控制信号传输的电路板可以与天线连接，以控制天线的辐射驱动。然而，如果天线的驱动频率增加，则信号损失会增加，并且随着穿过电路板的传输路径的长度增加，信号损失的程度可能会进一步增加。
7.电路板可以进行弯折从而例如连接至驱动集成电路芯片。在这种情况下，可能会损坏电路布线，并可能由于弯折应力而导致与天线的接合失效。
8.此外，随着最近采用天线的图像显示装置的厚度减小，电路板的弯折曲率的程度也可能增大。在这种情况下，由于弯折导致的上述缺陷可能进一步恶化。因此，可能需要一种用于在保持或改进天线的辐射特性的同时获得可靠的电连接的天线封装的构造。
9.例如，韩国专利公开第2013-0095451号公开了一种集成到显示面板中的天线，但并未提出如上所述的有效电路连接。


技术实现要素：

10.根据本实用新型的一个方面，提供了一种具有提高的机械可靠性和信号效率的天线封装。
11.根据本实用新型的一个方面，提供了一种包括具有提高的电气可靠性和辐射效率的天线封装的图像显示装置。
12.(1)一种天线封装，其包括：天线装置，其包括天线单元；以及与天线单元电连接的柔性电路板，柔性电路板具有弯折区域，其中柔性电路板包括：芯层，其具有彼此相对的第一表面和第二表面；信号布线，其设置在芯层的第一表面上并与天线单元电连接；接地线，其与信号布线间隔开地设置在芯层的第一表面上；接地层，其设置在芯层的第二表面上；以及过孔结构，其穿透芯层的位于弯折区域之外的区域中的部分并将接地线和接地层彼此连接。
13.(2)根据上述(1)的天线封装，其中柔性电路板还包括位于弯折区域的一个端部处
并与天线单元电连接的第一区域以及位于弯折区域的另一个端部处的第二区域，并且过孔结构包括穿透芯层的位于第一区域中的部分的第一过孔结构以及穿透芯层的位于第二区域中的部分的第二过孔结构。
14.(3)根据上述(2)的天线封装，其中接地线包括形成在芯层的位于第一区域中的部分上的第一接地图案以及形成在芯层的位于第二区域中的部分上的第二接地图案，并且第一接地图案和第二接地图案在它们之间插有弯折区域的情况下彼此间隔开。
15.(4)根据上述(3)的天线封装，其中第一过孔结构将第一接地图案和接地层相互连接，并且第二过孔结构将第二接地图案和接地层相互连接。
16.(5)根据上述(2)的天线封装，其特征在于，接地线连续地延伸穿过第一区域、弯折区域和第二区域。
17.(6)根据上述(2)的天线封装，其还包括通过信号布线的位于第二区域中的部分与柔性电路板连接的天线驱动集成电路芯片。
18.(7)根据上述(2)的天线封装，其中信号布线的位于弯折区域中的部分的厚度小于信号布线的位于第一区域或第二区域中的部分的厚度。
19.(8)根据上述(1)的天线封装，其中信号布线和接地线相互平行地交替重复地设置在芯层的第一表面上。
20.(9)根据上述(8)的天线封装，其中过孔结构沿着接地线的延伸方向重复地设置，以形成多个过孔纵列。
21.(10)根据上述(9)的天线封装，其中多个过孔纵列中的一对过孔纵列在它们之间插有信号布线的情况下彼此间隔开。
22.(11)根据上述(8)的天线封装，其中天线单元包括辐射器、从辐射器伸出的传输线以及形成在传输线的端部处的信号垫，并且多个天线单元设置在宽度方向上。
23.(12)根据上述(11)的天线封装，其中信号布线与被包含在多个天线单元中的每一个中的信号垫电连接。
24.(13)根据上述(12)的天线封装，其中天线单元还包括设置在信号垫的周围并与信号垫和传输线分开的接地垫，并且接地线与接地垫电连接。
25.(14)根据上述(1)的天线封装，其中在芯层的第一表面的位于弯折区域中的部分上不存在除信号布线之外的导电层。
26.(15)一种图像显示装置，其包括：显示面板；以及设置在显示面板上的根据上述的实施方式的天线封装。
27.(16)根据上述(15)的图像显示装置，其还包括设置在显示面板下方的天线驱动集成电路芯片，其中天线封装的柔性电路板的弯折区域进行弯折，从而与天线驱动集成电路芯片电连接。
28.根据示例性实施方式的天线封装可以包括形成在与天线装置连接的柔性电路板的芯层的底表面上的电路布线、与电路布线相邻并间隔开的接地线、形成在芯层的顶表面上的接地层以及将接地线和接地层连接的过孔结构(过孔)。接地线可以通过过孔结构与接地层连接，以提高信号布线的信号发送/接收效率并防止信号损失和干扰。
29.在示例性实施方式中，过孔结构可以不形成在柔性电路板的弯折区域中。因此，可以防止在弯折柔性电路板的同时由于过孔结构中的裂缝导致的信号损失和驱动稳定性变
差。此外，还可以防止由于裂缝产生的柔性电路板的芯层的暴露区域，以提高天线封装的寿命稳定性。另外，位于弯折区域中的信号线的厚度可以形成为相对较薄，以提高柔性电路板的弯折性能。
30.在一些实施方式中，接地线可以不形成在柔性电路板的弯折区域中。因此，可以防止在弯折柔性电路板的同时由于弯折区域中的接地线损坏而导致的信号干扰和信号损失。
附图说明
31.图1和图2分别是示出根据示例性实施方式的天线封装的示意性剖视图和俯视平面图。
32.图3是示出被包括在根据示例性实施方式的天线封装中的柔性电路板的示意性俯视平面图。
33.图4是示出根据一些示例性实施方式的天线封装的示意性剖视图。
34.图5是示出被包括在根据示例性实施方式的天线封装中的柔性电路板的示意性俯视平面图。
35.图6是示出根据示例性实施方式的包括天线封装的图像显示装置的示意性剖视图。
具体实施方式
36.根据本实用新型的示例性实施方式，提供了一种天线封装，其中组合了天线装置和包括接地线的柔性电路板。根据本实用新型的示例性实施方式，还提供了一种包括该天线封装的图像显示装置。
37.在下文中，将参照附图详细描述本实用新型。然而，本领域技术人员应理解，提供参照附图描述的这些实施方式是为了进一步理解本实用新型的精神，并非是对详细说明和所附权利要求中公开的要保护的主题进行限制。
38.图1和图2分别是示出根据示例性实施方式的天线封装的示意性剖视图和俯视平面图。具体地，图1是示出天线封装的示意性剖视图。图2是示出被包括在天线封装中的天线装置的示意性俯视平面图。
39.参照图1，天线封装可以包括天线装置100和柔性电路板200(例如，柔性印刷电路板(fpcb))。柔性电路板200可以包括芯层210、形成在芯层210 的表面上的信号布线220、与信号布线220相邻并间隔开的接地线230以及接地层250。信号布线220、接地线230和/或接地层250例如可以由诸如铜镀层的金属镀层形成。
40.在示例性实施方式中，芯层210可以包括彼此相对的第一表面210a(例如，底表面)和第二表面210b(例如，顶表面)。信号布线220和接地线230 可以形成在芯层210的第一表面210a上，并且接地层250可以形成在芯层210 的第二表面210b上。
41.芯层210例如可以包括柔性树脂，诸如聚酰亚胺树脂、改性聚酰亚胺 (mpi)、环氧树脂、聚酯、环烯烃聚合物(cop)、液晶聚合物(lcp)等。芯层210可以包括被包含在电路板200中的内绝缘层。
42.参照图2，天线装置100可以包括天线介电层110和设置在天线介电层110 上的天线单元120。
金属层-透明导电氧化物层的三层结构。在这种情况下，可以通过金属层来提高柔性，并且还可以通过金属层的低电阻来提高信号传输速度。可以通过透明导电氧化物层来提高耐腐蚀性和透明度。
56.天线单元120可以包括黑化部分，从而可以降低天线单元120的表面处的反射率以抑制由于光反射产生的天线单元的视觉识别。
57.在一个实施方式中，被包括在天线单元120中的金属层的表面可以被转化为金属氧化物或金属硫化物来形成黑化层。在一个实施方式中，可以在天线单元120或金属层上形成黑化层，例如黑色材料覆层或镀层。黑色材料或镀层可包括硅、碳、铜、钼、锡、铬、钼、镍、钴或含有其中至少一种的氧化物、硫化物或合金。
58.考虑到降低反射效果和天线辐射特性，可以调整黑化层的组成和厚度。
59.在一些实施方式中，辐射器122和传输线124可以包括网状图案结构来提高透光率。在这种情况下，可以在辐射器122和传输线124周围形成虚设网状电极(未被示出)。
60.考虑到降低馈电电阻和噪声吸收效率，信号垫126和接地垫128可以具有由上述的金属或合金形成的实心图案结构。
61.在一些实施方式中，天线接地层130可以形成在天线介电层110的底表面上。天线接地层130可以在厚度方向上与天线单元120的辐射器122重叠。可以通过在辐射器122和天线接地层130之间产生电场或电感来实现一种基本垂直辐射的天线。
62.在一个实施方式中，天线接地层130可以在平面图中完全覆盖辐射器122 并且可以不与垫126和128重叠。
63.天线接地层130可以包括上述的金属和/或合金。在一些实施方式中，可以作为天线元件装置的独立组件将天线接地层130包括在其中。在一些实施方式中，采用天线装置100的图像显示装置的导电构件可用作天线接地层130。
64.导电构件例如可以包括被包含在显示面板中的薄膜晶体管(tft)的栅电极、诸如扫描线或数据线的各种布线、诸如像素电极或公共电极的各种电极等。
65.在一个实施方式中，设置在显示面板下方的包含导电材料的各种结构可以用作天线接地层130。例如，金属板(例如，不锈钢板，诸如sus板)、压力传感器、指纹传感器、电磁波屏蔽层、散热片、数字转换器等可以用作天线接地层130。
66.图3是示出被包括在根据示例性实施方式的天线封装中的柔性电路板的示意性俯视平面图。
67.参照图3，柔性电路板200可以包括弯折区域ba、定位在弯折区域ba 的一个端部处并与上述天线单元120电连接的第一区域i以及定位在弯折区域 ba的另一个端部处的第二区域ii。例如，弯折区域ba可以是柔性电路板200 可以进行弯折的部分。
68.例如，第一区域i可以包括使天线装置100的信号垫126和柔性电路板200 的信号布线220可以彼此电连接或接合的区域。
69.例如，柔性电路板200和天线驱动集成电路(ic)芯片280(参见图6) 可以通过信号布线220的位于第二区域ii处的部分彼此电连接。
70.如上所述，信号布线220可以设置在芯层210的第一表面210a上。例如，信号布线220的一个端部可以在第一区域i中接合至天线单元120的信号垫 126，并且信号布线220的另一个端部可以电连接至天线驱动ic芯片280。
71.例如，导电接合结构150(例如，各向异性导电膜(acf))可以设置在天线单元120的垫126和128上，并且柔性电路板200的位于第一区域i中的部分可以附着在导电接合结构150上。之后，可以通过包括加热/加压工艺的接合工艺来实现信号布线220和信号垫126之间的电连接。
72.在示例性实施方式中，接合垫223可以形成在信号布线220的每个末端部处。在这种情况下，接合垫223和信号垫126可以彼此电连接。在一个实施方式中，信号布线220的一个端部可直接被设置为接合垫223。
73.在一些实施方式中，还可以在芯层210上设置接地接合图案225。例如，接地接合图案225可以设置在信号布线220的末端部或接合垫223的周围。
74.接地接合图案225可以在天线装置100的接地垫128上方对齐。接地接合图案225也可以通过导电接合结构150与天线装置100的接地垫128电连接。
75.在一些实施方式中，信号布线220可以在芯层210的第一表面210a上在柔性电路板200的长度方向上连续延伸穿过第一区域i、弯折区域ba和第二区域ii。
76.在示例性实施方式中，与信号布线220相邻的接地线230可以设置在芯层 210的第一表面210a上。例如，接地线230可以用作信号布线220的接地部。
77.在一些实施方式中，接地线230在芯层210的第一表面210a上连续地延伸穿过第一区域i、弯折区域ba和第二区域ii。
78.在示例性实施方式中，接地层250可以形成在芯层210的第二表面210b 上。例如，可以在信号布线220和接地层250之间产生电场，从而可以提高针对天线单元120的馈电效率。另外，接地层250可以通过过孔结构240与接地线230连接，从而可以在屏蔽信号布线220周围的噪声的同时提高信号布线 220的信号发送/接收效率。
79.例如，接地层250可以具有实心结构。
80.在示例性实施方式中，柔性电路板200可以包括将接地线230和接地层 250连接的过孔结构240。
81.例如，过孔结构240可以包括彼此独立的柱状或圆柱状图案，并且可以穿透芯层210。例如，过孔结构240可以通过与形成上述接地线230相同的程序经由基本相同的材料形成。
82.过孔结构240可以穿透芯层210的位于不包括芯层210的弯折区域ba的区域中的部分。在这种情况下，可以防止柔性电路板200弯折时可能在弯折区域ba中产生的过孔结构中的裂缝。因此，可以抑制来自信号布线的信号损失并且可以减少暴露在外部的芯层210的比率，从而可以提高天线封装的驱动稳定性和可靠性。
83.在一些实施方式中，过孔结构240可以包括穿透芯层210的位于第一区域 i中的部分的第一过孔结构242以及穿透芯层210的位于第二区域ii中的部分的第二过孔结构244。
84.在这种情况下，接地层250和接地线230可以通过第一区域i和第二区域 ii中的过孔结构240连接，同时防止由于弯折区域ba中的过孔结构240的损坏而导致的信号损失。因此，可以有效地实现信号发送/接收效率和噪声屏蔽。
85.在一些实施方式中，多条信号布线220和多条接地线230可以彼此平行地交替重复地设置在芯层210的第一表面210a上。因此，接地线230可以用作信号布线220的接地屏蔽部。
86.在一个实施方式中，多个过孔结构240可以沿着每条接地线230的延伸方向设置，以形成多个过孔纵列。例如，一对过孔纵列可以在它们之间插有一条信号布线220的情况下彼此间隔开。因此，接地线230可以稳定且均匀地用作信号布线220的接地图案。
87.在一些实施方式中，多个天线单元120可以设置在天线装置100的宽度方向上。在这种情况下，每条信号布线220都可以电连接至天线单元120的信号垫126。此外，接地线230各自可以电连接至接地垫128。例如，每条接地线 230都可以连接至接地接合图案225，并且接地接合图案225可以电连接至如上所述的天线单元120的接地垫128。
88.在一些实施方式中，芯层210的第一表面210a上的信号布线220和接地线230之间的间隔距离(例如，信号布线220的中心线与接地线230的中心之间的最短距离)可以是50μm到500μm。在上述范围内，可以在提高柔性电路板200和天线封装的空间效率的同时防止接地线230和信号布线220彼此过度靠近时引起的信号干扰和信号损失。
89.在一些实施方式中，过孔结构240的直径可以是120μm到200μm。在上述范围内，可以在提高柔性电路板200和天线封装的空间效率的同时适当地实现接地层250和接地线230之间的连接来充分提供接地线230的接地功能。
90.在示例性实施方式中，信号布线220、接地线230和接地层250可以包括上述的金属和/或合金。例如，信号布线220和接地线230可以由基本相同的材料形成。
91.图4是示出根据一些示例性实施方式的天线封装的示意性剖视图。
92.参照图4，在一些实施方式中，信号布线220的设置在柔性电路板200的弯折区域ba中的部分的厚度可以小于信号布线的位于第一区域i和/或第二区域ii中的部分的厚度。
93.例如，过孔结构240不设置在弯折区域ba中，因此可以不需要用于形成过孔结构240的额外的电镀工艺。因此，可以减小信号布线220的设置在弯折区域ba中的部分的厚度。因此，也可以减小弯折区域ba的整体厚度，并且可以改进柔性电路板200的弯折特性。
94.图5是示出被包括在根据示例性实施方式的天线封装中的柔性电路板的示意性俯视平面图。
95.参照图5，在一些实施方式中，接地线230可以包括形成在芯层210的位于第一区域i中的部分上的第一接地图案232以及形成在芯层210的位于第二区域ii中的部分上的第二接地图案234。第一接地图案232和第二接地图案 234可以在它们之间插有弯折区域ba的情况下彼此间隔开。
96.在这种情况下，可以防止在弯折柔性电路板时由于弯折区域ba中的接地线230的损坏而导致的信号干扰和信号损失。因此，可以实现天线封装的提高的驱动稳定性和信号发送/接收效率。
97.在一些实施方式中，第一过孔结构242可以将第一接地图案232和接地层 250彼此连接，并且第二过孔结构244可以将第二接地图案234和接地层250 连接。因此，可以在防止损坏弯折区域ba中的接地线230和过孔结构240的同时防止信号布线220的信号干扰和信号损失。
98.在一些实施方式中，在芯层210的第一表面210a的位于弯折区域ba中的部分上可以不存在除信号布线之外的导电层。在这种情况下，除了信号布线 220之外可以不存在可能需要额外电镀工艺的导电层，从而可以在不降低信号传输效率的范围内减小信号布线220的厚度。因此，可改进柔性电路板200 的弯折特性。
99.图6是示出根据示例性实施方式的包括天线封装的图像显示装置的示意性剖视图。
100.参照图6，图像显示装置可以包括显示面板260和设置在显示面板260上的根据上述示例性实施方式的天线封装。
101.显示面板260例如可以包括oled面板或lcd面板，优选为oled面板。天线装置100可以设置在显示面板260上。天线单元120的辐射器122可以设置在图像显示装置或显示面板260的显示区域上。在这种情况下，辐射器122 可以包括网状结构以增加透光率并抑制天线单元120的视觉识别。
102.天线单元120的信号垫126可以设置在图像显示装置或显示面板260的边框区域或外周区域上。柔性电路板200可以使用第一区域i接合至信号垫126，并且可以使用弯折区域ba向下弯折到达显示面板260。
103.例如，弯折区域ba与第一区域i之间的边界可被限定为柔性电路板200 的弯折起始线，并且弯折区域ba与第二区域ii之间的边界可被限定为柔性电路板200结束的弯折末端线。
104.如图6所示，过孔结构240可以仅形成在不包括弯折区域ba的第一区域 i和第二区域ii中，从而可以防止在弯折柔性电路板200时过孔结构240和/ 或接地线230在弯折区域ba中破裂。
105.如上所述，具有相对较薄的厚度的信号布线220可以被包括在弯折区域 ba中，并且柔性电路板200可以提供提高的弯折稳定性。此外，过孔结构240 可以不设置在弯折区域ba中，从而可以防止由于过孔结构240中的裂缝导致的信号损失和驱动稳定性变差。第二区域ii可以通过弯折区域ba被插入到显示面板260下方的后部。
106.被包括在第二区域ii中的信号布线220可以使用中间电路板270电连接至天线驱动ic芯片280。中间电路板270例如可以包括主板、封装板或刚性印刷电路板。
107.天线驱动ic芯片280可以安装在中间电路板270上，以通过柔性电路板 200向天线单元图案120供电并控制天线辐射。